Физики научились настраивать частоту спиновых волн с помощью обычного оборудования

Физик Давиде Боссини из Констанцского университета продемонстрировал, как можно изменять частоту коллективных магнитных колебаний материала (магнонов) на величину до 40%, используя коммерчески доступное оборудование при комнатной температуре.

Динамика спинов и механизм возбуждения. Автор: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-025-66707-7

«Теперь у нас есть полная картина», — говорит Боссини.

В течение нескольких лет он изучал, как использовать свет для управления магнонами. Летом 2025 года ему удалось показать, как можно изменять «магнитную ДНК» материала с помощью взаимодействия света и магнонов. Теперь он демонстрирует, как частоту колебаний можно практически мгновенно и по требованию контролировать с помощью слабого магнитного поля и интенсивных лазерных импульсов, увеличивая или уменьшая её на величину до 40%. Эффект обусловлен взаимодействием оптического возбуждения, магнитной анизотропии и внешнего магнитного поля.

Для получения «целостной картины» метод и его эффект были систематически изучены как теоретически, так и экспериментально в сотрудничестве с учёными из ETH Zurich, Университета Кайзерслаутерна-Ландау (RPTU), а также с двумя итальянскими исследовательскими группами из Политехнического университета Бари и Университета Мессины. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Это открытие имеет важное практическое значение, поскольку подавляющее большинство цифровых данных в облачных хранилищах записывается магнитным способом. Контроль частоты магнитных колебаний означает контроль скорости записи и передачи данных. Перспективные технологии хранения и передачи данных будущего могут использовать для этого спиновые волны. Метод Боссини показывает, как частоту таких спиновых волн можно увеличить или уменьшить на 40%.

Обычное оборудование и комнатная температура

Для Боссини важно, чтобы его методы работали с повседневным оборудованием и материалами.

«Нам не нужен самодельный специальный лазер», — подчёркивает физик.

Он и его команда проводили эксперименты с использованием коммерчески доступной лазерной системы. Для создания магнитного поля использовались обычные постоянные магниты.

«Мы всё делали при комнатной температуре», — добавляет Боссини.

Для сравнения, магнитные материалы часто изучают при низких температурах около 80 градусов Кельвина (-193,15 °C) или ниже.

«Используемый нами материал толщиной 20 нанометров, таким образом, подходит для компьютерных чипов», — объясняет учёный.

Образцы материалов были подготовлены в ETH Zurich, а теоретические основы заложены итальянскими партнёрами.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как фундаментальная физика может привести к практическим прорывам в области хранения данных. Возможность тонко настраивать свойства магнитных материалов с помощью относительно простых средств открывает путь к созданию более быстрых и энергоэффективных устройств памяти следующего поколения.